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Posté par Isabelle le Mardi 26/05/2015 à 00:00
Premiers résultats scientifiques de l'expédition Tara Oceans
Dans un numéro spécial de la revue Science publié le 22 mai, une équipe de chercheurs, internationale et multidisciplinaire, cartographie la biodiversité d'un large éventail d'organismes planctoniques marins, explore leurs interactions, notamment le parasitisme, ainsi que la façon dont ils agissent sur leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) et sont affectés par différentes variables, en particulier la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...). Issues d'une partie des 35 000 échantillons collectés dans les océans de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) durant l'expédition Tara Oceans (2009-2013), ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) constituent des ressources sans précédent pour la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.), dont un catalogue de plusieurs millions de nouveaux gènes, qui vont transformer la façon dont on étudie les océans et dont on évalue le changement climatique.


© G.Bounaud-C.Sardet-Soixanteseize-Tara Expeditions

Si les grands écosystèmes vitaux pour notre planète évoquent plutôt les forêts tropicales, le plancton (Homère désignait les animaux errant à la surface des flots par plankton, du grec ancien πλαγκτός / planktós ou...) des océans est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) aussi crucial. Ces êtres microscopiques qui dérivent dans les océans produisent la moitié de notre oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), agissent comme un puits de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), influencent et sont influencés par le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) et sont à la base des chaînes alimentaires océaniques qui nourrissent les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau...) et les mammifères marins.

"Au-delà des recherches scientifiques de pointe qui ont été développées grâce à la collaboration avec Tara Expéditions, cette aventure sert aussi à montrer à quel point (Graphie) les océans sont importants pour notre propre bien-être (Le bien-être ou bienêtre est un état qui touche à la santé, au plaisir, à la réalisation de soi, à l'harmonie avec soi et les autres. René Dubos...)" souligne Eric Karsenti, directeur de Tara Oceans et directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) à l'EMBL et au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).

Qu'y a-t-il dans le plancton ?

Les chercheurs ont collecté des virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent...), microbes et eucaryotes (1) microscopiques (des algues unicellulaires aux larves de poissons) dans toutes les grandes régions océaniques et ont rassemblé l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) de leur matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et...) dans une base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique. Les technologies...) exhaustive désormais disponible à l'ensemble de la communauté scientifique.

"Il s'agit du plus grand travail de séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine,...) jamais effectué pour des organismes marins: les analyses ont révélé environ 40 millions de gènes microbiens dont la grande majorité sont nouveaux, ce qui suggère que la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations...) planctonique pourrait être bien plus importante que ce que l'on imaginait" explique Patrick Wincker du Genoscope (CEA).

Les compétences de l'EMBL en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...) de calcul intensif ont permis de créer ce catalogue global dont on estime qu'il rassemble le matériel génétique de plus de 35 000 espèces de bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi...) planctoniques différentes, matériel pour la plupart inconnu jusqu'à présent.

"Pour les eucaryotes, nous avons séquencé près d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999 999) et...) de codes-barres génétiques et découvert qu'il existe une plus grande variété d'eucaryotes unicellulaires - ou protistes - dans le plancton qu'attendu" détaille Colomban de Vargas, directeur de recherche au CNRS. "Les protistes sont bien plus diversifiés que les bactéries ou les animaux et la plupart appartiennent à des groupes très peu connus de parasites, de symbiontes, et de prédateurs en tout genre".

Comment interagissent les organismes planctoniques ?
Grâce à de nouveaux modèles informatiques, les chercheurs ont pu prédire comment ces organismes planctoniques très divers interagissent. Ces prédictions ont ensuite été confirmées par des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à...) de certains échantillons prélevés au cours de l'expédition.

"Lorsque nous avons cartographié les interactions entre ces microorganismes – des virus aux petites larves d'animaux –, nous avons découvert que la plupart d'entre elles sont de type parasitique et permettent donc de recycler les nutriments vers la base de la chaîne alimentaire (Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le précède. Le premier maillon d'une chaîne est très souvent un végétal chlorophyllien....)" explique Jeroen Raes du VIB, de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) KU Leuven et de Vrije Universiteit Brussel. Cette carte constitue un premier pas vers une meilleure compréhension de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) et de la structure de l'écosystème marin dans sa globalité.

Quelle est la répartition des organismes planctoniques dans les océans ?

En plus des interactions biotiques, les chercheurs ont étudié de quelle manière des facteurs environnementaux tels que la température, le pH et les nutriments (entre autres) influencent le plancton. "Nous avons observé, qu'aux profondeurs où pénètre la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...), la température est le principal facteur influençant la composition des communautés de procaryotes (bactéries et archées)" précise Peer Bork de l'EMBL. "Des groupes d'organismes différents se forment en fonction de la température de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.)".

Les chercheurs ont également montré que les "Anneaux des Aiguilles", une barrière naturelle qui tracent une ligne de démarcation entre l'Océan Indien (L’océan Indien s'étend sur une surface de 75 000 000 km². Il est limité au nord par l'Inde, le Pakistan et l'Iran, à l'est par la Birmanie, la Thaïlande, la Malaisie, l'Indonésie et...) et l'Atlantique Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), séparent les communautés planctoniques situées de part et d'autre. "C'est comme si le plancton subissait un 'lavage à froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.)' à la pointe de l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres émergées. Avec une population de...) de Sud" développe Daniele Iudicone de la station zoologique Anton Dohrn à Naples (SZN). "Le courant forme d'énormes tourbillons qui mélangent et refroidissent considérablement le plancton piégé à l'intérieur et ce phénomène limite le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'espèces qui réussissent à traverser".

"Nous avons aussi obtenu une image globale des communautés de virus marins qui nous permet de confirmer une idée émise il y a une dizaine d'années mais jamais prouvée" explique Matthew Sullivan de l'université d'Arizona. "Les virus sont produits dans des 'banques de graines' locales puis sont dispersés par les courants océaniques, ce qui explique que l'on observe différents cocktails de virus dans différents endroits alors même que la diversité globale des virus dans l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et...) semble assez limitée".

Comprendre la distribution de ces organismes dans les océans ainsi que leurs interactions sera très utile pour la calibration des modèles prédictifs nécessaires à l'étude des changements globaux.

Le plancton est-il affecté par le changement climatique ?

La particularité de l'approche écosystémique développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) par Tara Oceans est d'avoir échantillonné de façon systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers. Elle ne doit pas...) les océans de la planète, ce pour tous les grands groupes du vivant, des virus aux animaux, et d'y avoir joint des relevés pour de nombreuses variables environnementales. Les données obtenues constituent des points de référence qui permettront d'évaluer, à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui...), l'impact du changement climatique sur les écosystèmes océaniques dans le futur.

"Le résultat montrant que la température détermine quelles espèces sont présentes est particulièrement pertinent dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de...) du changement climatique mais, dans une certaine mesure, ce n'est que le début" souligne Chris Bowler, directeur de recherche au CNRS. "Les ressources que nous avons générées vont nous permettre de plonger encore plus profondément dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) planctonique et de commencer à vraiment comprendre les rouages de ce monde (Le mot monde peut désigner :) invisible".

Ces résultats ont été présentés lors d'une conférence de presse jeudi 21 mai au CNRS. Un enregistrement de cette conférence est disponible sur demande au bureau de presse du CNRS.

Téléchargez le dossier de presse complet

Notes:

(1) L'ensemble des organismes, uni- ou multicellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et archées).


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Source: CNRS